一种核电站环吊交流变频器性能检测装置及方法与流程

1.本发明涉及核电站环吊技术领域，更具体地说，涉及一种核电站环吊交流变频器性能检测装置及方法。


背景技术：

2.环吊作为核岛一大型起重设备，保护功能多、重要性高，而变频器的性能则直接影响环吊的可用性。如果变频器性能不好或者变频器性能异常、故障，则会导致环吊将无法正常使用，影响核岛设备的维修和吊装，因此，需要对变频器性能进行检测，以提前预测故障。然而，现有的方案中还没有对变频器性能进行检测的相关装置或者系统。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种核电站环吊交流变频器性能检测装置及方法。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电站环吊交流变频器性能检测装置，包括：人机交互单元、测试单元以及交流变频器；
5.所述人机交互单元用于接收操作者输入的测试指令并发送给所述测试单元，以及对测试单元返回的测试信息进行实时显示；
6.所述测试单元分别与所述人机交互单元和所述交流变频器连接，用于根据所述测试指令输出测试控制信号至所述交流变频器，以及对所述交流变频器返回的测试信号进行分析处理并输出所述测试信息；
7.所述交流变频器用于根据所述测试控制信号执行性能测试操作，并将测试信号返回给所述测试单元。
8.在本发明所述的核电站环吊交流变频器性能检测装置中，所述测试单元为plc测试系统。
9.在本发明所述的核电站环吊交流变频器性能检测装置中，所述人机交互单元包括：输入模块和显示模块；
10.所述输入模块用于供操作者进行输入操作并接收所述测试指令；
11.所述显示模块用于对所述测试指令和所述测试信息进行实时显示。
12.在本发明所述的核电站环吊交流变频器性能检测装置中，还包括：开关回路；
13.所述开关回路用于根据所述交流变频器的性能测试执行开关操作并返回开关操作信号至所述测试单元。
14.在本发明所述的核电站环吊交流变频器性能检测装置中，所述测试单元包括：控制器；
15.所述控制器用于根据所述测试指令输出所述测试控制信号，并对所述交流变频器返回的测试信号和/或所述开关回路返回的开关操作信号进行分析处理，并输出所述测试信息。
16.在本发明所述的核电站环吊交流变频器性能检测装置中，所述测试控制信号包括：数字量控制信号；
17.所述测试单元还包括：与所述控制器连接的数字量输出模块；
18.所述数字量输出模块用于接收所述控制器输出的数字量控制信号，并将所述数字量控制信号发送给所述交流变频器。
19.在本发明所述的核电站环吊交流变频器性能检测装置中，所述测试控制信号还包括：模拟量控制信号；
20.所述测试单元还包括：与所述控制器连接的模拟量输出模块；
21.所述模拟量输出模块用于接收所述控制器输出的模拟量控制信号，并将所述模拟量控制信号发送给所述交流变频器。
22.在本发明所述的核电站环吊交流变频器性能检测装置中，所述交流变频器包括：控制板、电机以及脉冲编码器；
23.所述控制板与所述数字量输出模块连接，用于接收所述数字量控制信号并根据所述数字量控制信号输出驱动信号至所述电机；
24.所述电机与所述控制板和所述模拟量输出模块连接，用于根据所述驱动信号和所述模拟量控制信号运行；
25.所述脉冲编码器与所述模拟量输入模块连接，用于在所述电机运行时、实时检测电机的运行状态并输出电机检测信号至所述模拟量输入模块。
26.在本发明所述的核电站环吊交流变频器性能检测装置中，所述交流变频器还包括：与所述控制板连接的功率模块；
27.所述功率模块用于根据所述控制板的输出的功率控制信号进行功率调节。
28.在本发明所述的核电站环吊交流变频器性能检测装置中，所述交流变频器还包括：通讯模块和编码器接口模块；
29.所述通讯模块用于供所述交流变频器与所述控制器通讯；
30.所述编码器接口模块分别与所述脉冲编码器和所述通讯模块连接，用于根据所述通讯模块传送的编码器测试信号对所述脉冲编码器进行性能测试并输出脉冲编码器测试信号，以通过所述通讯模块返回给所述控制器。
31.在本发明所述的核电站环吊交流变频器性能检测装置中，所述交流变频器与所述测试单元通过profibus dp网络连接。
32.本发明还提供一种核电站环吊交流变频器性能检测方法，包括：
33.通过人机交互单元接收操作者输入的测试指令并发送给测试单元；
34.所述测试单元接收所述测试指令并根据所述测试指令输出测试控制信号至交流变频器、以及对所述交流变频器返回的测试信号进行分析处理并输出测试信息。
35.在本发明所述的核电站环吊交流变频器性能检测方法中，所述测试单元包括：控制器；所述交流变频器包括：通讯模块、控制板、功率模块以及脉冲编码器；
36.所述方法还包括：
37.所述控制器根据所述测试指令输出安全弱电测试控制信号至所述通讯模块；
38.所述通讯模块接收所述安全弱电测试控制信号并所述安全弱电测试控制信号发送给所述功率模块；
39.所述功率模块根据所述安全弱电测试控制信号向所述控制板发送供电信号；
40.所述控制板根据所述供电信号对所述脉冲编码器进行供电；
41.所述脉冲编码器根据所述控制板的供电运行并向所述测试单元返回安全弱电测试信号。
42.在本发明所述的核电站环吊交流变频器性能检测方法中，所述测试单元还包括：数字量输出模块和模拟量输入模块；所述交流变频器还包括：电机；
43.所述方法还包括：
44.所述控制器根据所述测试指令输出强电测试控制信号给所述功率模块，以及向所述数字量输出模块输出数字量控制信号；
45.所述功率模块根据所述强电测试控制信号对所述控制板进行供电；
46.所述数字量输出模块将所述数字量控制信号发送给所述控制板；
47.所述控制板根据所述数字量控制信号输出驱动信号至所述电机；
48.所述电机根据所述驱动信号运行；
49.所述脉冲编码器在所述电机运行时实时检测所述电机的运行状态并输出电机检测信号至所述模拟量输入模块；
50.所述模块量输入模块接收所述电机检测信号并发送给所述控制器。
51.在本发明所述的核电站环吊交流变频器性能检测方法中，所述方法还包括：
52.所述控制器根据所述测试指令输出编码器测试控制信号至所述通讯模块；
53.所述通讯模块接收所述编码器测试控制信号至所述编码器接口模块；
54.所述编码器接口模块接收所述编码器测试控制信号并根据所述编码器测试控制信号对所述脉冲编码器进行测试；
55.所述编码器接口模块接收所述脉冲编码器返回的编码器测试信号并通过所述通讯模块返回给所述控制器。
56.在本发明所述的核电站环吊交流变频器性能检测方法中，所述方法还包括：
57.所述人机交互单元接收所述测试单元返回的测试信息并实时显示。
58.实施本发明的核电站环吊交流变频器性能检测装置及方法，具有以下有益效果：包括：人机交互单元、测试单元以及交流变频器；人机交互单元用于接收操作者输入的测试指令并发送给测试单元，以及对测试单元返回的测试信息进行实时显示；测试单元分别与人机交互单元和交流变频器连接，用于根据测试指令输出测试控制信号至交流变频器，以及对交流变频器返回的测试信号进行分析处理并输出测试信息；交流变频器用于根据测试控制信号执行性能测试操作，并将测试信号返回给测试单元。本发明可对环吊交流变频器的性能进行测试，可提前预测交流变频器故障，避免因交流变频器故障影响核岛的维修和吊装，保证环跺正常使用。
附图说明
59.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
60.图1是本发明实施例提供的核电站环吊交流变频器性能检测装置的原理框图；
61.图2是本发明实施例提供的核电站环吊交流变频器性能检测方法的流程示意图。
具体实施方式
62.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
63.参考图1，为本发明提供的核电站环吊交流变频器30性能检测装置一可选实施例的原理框图。该核电站环吊交流变频器30性能检测装置可以实现对交流变频器30及其备件的功能模拟、故障模拟、软件更新等测试，可以提高交流变频器30的维修技术，提升环跺驱动控制系统故障识别、现场部件及备件故障检查等。
64.具体的，如图1所示，该电站环吊交流变频器30性能检测装置包括：人机交互单元10、测试单元20以及交流变频器30。
65.人机交互单元10用于接收操作者输入的测试指令并发送给测试单元20，以及对测试单元20返回的测试信息进行实时显示。
66.可选的，一些实施例中，该人机交互单元10包括：输入模块和显示模块。
67.输入模块用于供操作者进行输入操作并接收测试指令；显示模块用于对测试指令和测试信息进行实时显示。其中，输入模块可包括但不限于键盘、鼠标、按键、按钮、触摸屏等。显示模块可包括但不限于lcd显示屏、led显示屏、oled显示屏等。
68.测试单元20分别与人机交互单元10和交流变频器30连接，用于根据测试指令输出测试控制信号至交流变频器30，以及对交流变频器30返回的测试信号进行分析处理并输出测试信息。
69.可选的，该测试单元20为plc测试系统。
70.一些实施例中，如图1所示，该测试单元20包括：控制器201。
71.控制器201用于根据测试指令输出测试控制信号，并对交流变频器30返回的测试信号和/或开关回路307返回的开关操作信号进行分析处理，并输出测试信息。
72.本发明实施例中测试控制信号包括：数字量控制信号和模拟量控制信号。其中，数字量控制信号为驱动控制信号，模拟量控制信号为阈值控制信号。
73.一些实施例中，如图1所示，该测试单元20还包括：与控制器201连接的数字量输出模块202。数字量输出模块202用于接收控制器201输出的数字量控制信号，并将数字量控制信号发送给交流变频器30。
74.一些实施例中，如图1所示，该测试单元20还包括：与控制器201连接的模拟量输出模块204；模拟量输出模块204用于接收控制器201输出的模拟量控制信号，并将模拟量控制信号发送给交流变频器30。
75.一些实施例中，如图1所示，该测试单元20还包括：供电模块206，该供电模块206用于向测试单元20提供电能。
76.交流变频器30用于根据测试控制信号执行性能测试操作，并将测试信号返回给测试单元20。
77.一些实施例中，如图1所示，该交流变频器30包括：控制板304、电机305以及脉冲编码器306。
78.控制板304与数字量输出模块202连接，用于接收数字量控制信号并根据数字量控制信号输出驱动信号至电机305；电机305与控制板304和模拟量输出模块204连接，用于根据驱动信号和模拟量控制信号运行；脉冲编码器306与模拟量输入模块205连接，用于在电
机305运行时、实时检测电机305的运行状态并输出电机305检测信号至模拟量输入模块205。
79.一些实施例中，如图1所示，该交流变频器30还包括：与控制板304连接的功率模块302；功率模块302用于根据控制板304的输出的功率控制信号进行功率调节。
80.一些实施例中，如图1所示，该交流变频器30还包括：通讯模块301和编码器接口模块303。
81.通讯模块301用于供交流变频器30与控制器201通讯；编码器接口模块303分别与脉冲编码器306和通讯模块301连接，用于根据通讯模块301传送的编码器测试信号对脉冲编码器306进行性能测试并输出脉冲编码器306测试信号，以通过通讯模块301返回给控制器201。
82.可选的，本发明实施例中，交流变频器30与测试单元20通过profibus dp网络连接。即通讯模块301与控制器201可通过profibus dp网络连接。
83.进一步地，如图1所示，该核电站环吊交流变频器30性能检测装置还包括：开关回路307。开关回路307用于根据交流变频器30的性能测试执行开关操作并返回开关操作信号至测试单元20。其中，开关回路307的开关操作信号直接反馈给测试单元20中的数字量输入模块203。
84.可选的，该开关回路307包括但不限于接触器、断路器，其中接触器、断路器为交流变频器30的开关部件，其开关操作信号直接反馈给测试单元20。
85.参考图2，为本发明提供的核电站环吊交流变频器30性能检测方法一可选实施例的流程示意图。
86.如图2所示，该核电站环吊交流变频器30性能检测方法包括：
87.步骤s201、通过人机交互单元10接收操作者输入的测试指令并发送给测试单元20。
88.步骤s202、测试单元20接收测试指令并根据测试指令输出测试控制信号至交流变频器30、以及对交流变频器30返回的测试信号进行分析处理并输出测试信息。
89.进一步地，如图2所示，该核电站环吊交流变频器30性能检测方法包括：
90.步骤s203、人机交互单元10接收测试单元20返回的测试信息并实时显示。
91.一些实施例中，该核电站环吊交流变频器30性能检测方法还包括：控制器201根据测试指令输出安全弱电测试控制信号至通讯模块301；通讯模块301接收安全弱电测试控制信号并安全弱电测试控制信号发送给功率模块302；功率模块302根据安全弱电测试控制信号向控制板304发送供电信号；控制板304根据供电信号对脉冲编码器306进行供电；脉冲编码器306根据控制板304的供电运行并向测试单元20返回安全弱电测试信号。
92.通过对功率模块302进行安全弱电测试，可以检测功率模块302的基础性能，并排除重大隐患，可检测功率模块302、控制板304、脉冲编码器306等硬件设备的状态，若异常，则该异常信号反馈给控制器201，控制器201对该异常信号进行分析处理并返回给人机交互单元10，由人机交互单元10进行实时显示，以告知操作者。同时还可以进行故障报警提醒。
93.一些实施例中，该核电站环吊交流变频器30性能检测方法还包括：控制器201根据测试指令输出强电测试控制信号给功率模块302，以及向数字量输出模块202输出数字量控制信号；功率模块302根据强电测试控制信号对控制板304进行供电；数字量输出模块202将
数字量控制信号发送给控制板304；控制板304根据数字量控制信号输出驱动信号至电机305；电机305根据驱动信号运行；脉冲编码器306在电机305运行时实时检测电机305的运行状态并输出电机305检测信号至模拟量输入模块205；模块量输入模块接收电机305检测信号并发送给控制器201。
94.其中，控制器201接收到电机305检测信号后，对该电机305检测信号进行分析处理，获得相应的测试曲线并将该测试曲线与预设曲线进行比对，以判断交流变频器30性能是否异常。其中，若测试曲线与预设曲线的偏差大于10％时，则判断交流变频器30性能异常；若测试曲线与预设曲线的偏差小于10％，则判断交流变频器30性能良好。
95.一些实施例中，该核电站环吊交流变频器30性能检测方法还包括：控制器201根据测试指令输出编码器测试控制信号至通讯模块301；通讯模块301接收编码器测试控制信号至编码器接口模块303；编码器接口模块303接收编码器测试控制信号并根据编码器测试控制信号对脉冲编码器306进行测试；编码器接口模块303接收脉冲编码器306返回的编码器测试信号并通过通讯模块301返回给控制器201。
96.具体的，在进行测试之前，控制器201先发送配置信号给交流变频器30，对脉冲编码器306进行配置，并在配置完成后，再将脉冲编码器306与编码器接口模块303连接，并在连接完成后，进行脉冲编码器306测试。
97.其中，控制器201接收到编码器测试信号后，对编码器测试信号进行分析处理，获得编码器测试曲线，并将编码器测试曲线与预设编码器曲线进行比对，根据比对结果判断脉冲编码器306的性能。可选的，当编码器测试曲线与预设编码器曲线与预设编码器曲线一致时，则判断脉冲编码器306性能良好，否则，判断脉冲编码器306故障或者异常。
98.基于本发明实施例，操作者可以通过人机交互单元10对交流变频器30的固件进行更改、组态、电机305辨识、电机305参数优化、交流变频器30参数更改、状态监控、在线调试、仿真运行等。
99.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
100.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
101.结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd
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rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
102.以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要
求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。